JP2005140318A - 免震装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 設備機器を安定的に免震支持することが可能である免震装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、基礎構造物と設備機器との間に配置され、該設備機器を免震支持することができる免震装置において、上下両面を有し、その上面に複数の下エリアが区切られていて水平に配置される下枠と、上下両面を有し、その下面が前記下枠の上面と間隔をあけて対面し、且つ該下面には前記複数の下エリアと対応する複数の上エリアが区切られている上枠と、前記上枠の下面と前記下枠の上面との間にある複数の上下対になっていてそれぞれに上作用面と下作用面とを有するエリアペアから選択された少なくとも三つのエリアペアそれぞれの上作用面と下作用面との間に一つずつ挟まれていて前記上枠を前記下枠の上方に水平に支持する複数の転がり装置とを備えていることを特徴とする免震装置を提供する。
【選択図】 図５

Description

本発明は免震装置に関し、特に、基礎構造物と設備機器との間に配置され、地震時に発生する揺動によるエネルギを減衰することができる免震装置に関する。
特許文献１に開示されている免震装置は、図１に示すように、互いに対称的な凹球面９１１，９１３を有する上下二つの支持板９１２，９１４と、該上下二つの支持板９１２，９１４の互いに対称的な凹球面９１１，９１３の間に挟まれているボール９１５とを備えていて、前記下支持板９１４が基礎構造物上に載置され、前記上支持板９１２で設備機器を下から受ける。地震がある時、このような免震装置は、前記下支持板９１４の基礎構造物から伝わる揺動エネルギを前記ボール９１５の転がりによって吸収減衰し、前記上支持板（９１２）上の設備機器への影響をなるべく遮断することができる。
このような免震装置は前記ボール９１５で前記上支持板９１２を前記下支持板９１４の上方に一点中心に浮動できるようにいわゆる点接触方式で支持するので、構造全体が不安定である上、荷重も該一点中心に集中する。この荷重集中のため、分析器やコンピュータのサーバなどの高精度の大型設備機器がその上に据え付けられる場合に、この高精度の大型設備機器を支持するためには、前記上下支持板９１２，９１４及びボール９１５に高い硬度が求められる。しかしながら、硬度の高い材質から構成されるものは、地震時に生じる揺動が大き過ぎると、地震の揺動に従って変形し免震機能が逆に低下するという問題がある。
また、図２及び図３に示すのは他の免震装置である。この免震装置は、上下互いに対面し且つ少なくとも下面が一方向に沿って中央あたりが窪んだ円滑なカーブをした上下二つの支持板９２１，９２２と、該下支持板９２２の前記下面となっている上面の両側に前記一方向に沿って並立している一対の側壁９２５，９２５と、該一対の側壁９２５，９２５それぞれの内面に互いに平行し且つその軌跡が前記下面の前記一方向におけるカーブに倣って延在している一対の案内レール９２４と、前記上下二つの支持板９２１，９２２の間に挟まれると同時にその両端が前記一対の案内レール９２４にそれらに案内されて移動することができるように保持されているころ９２３とを備えている。この免震装置は、地震時に、前記ころ９２３が地震による揺動に従って回動して振動エネルギを吸収減衰し、前記上支持板９２１上の設備機器への影響をなるべく遮断することができる。このような免震装置は、前記の一点中心に代えて一線中心を使用するため、荷重を分散するので、前記地震の揺動に従う変形を解消することができるが、一線中心のため、シーソーのようになり、地震がなくても、左右に揺動するので、やはり不安定で、その上面に支持された設備機器が容易に揺動しやすいという問題がある。
米国特許第５５９９１０６号明細書
上記に鑑みて、本発明の目的は、設備機器を安定的に免震支持することが可能になる免震装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、基礎構造物と設備機器との間に配置され、該設備機器を免震支持することができる免震装置において、上下両面を有し、その上面に複数の下エリアが区切られていて水平に配置される下枠と、上下両面を有し、その下面が前記下枠の上面と間隔をあけて対面し、且つ該下面には前記複数の下エリアと対応する複数の上エリアが区切られている上枠と、前記上枠の下面と前記下枠の上面との間にある複数の上下対になっていてそれぞれに上作用面と下作用面とを有するエリアペアから選択された少なくとも三つのエリアペアそれぞれの上作用面と下作用面との間に一つずつ挟まれていて前記上枠を前記下枠の上方に水平に支持する複数の転がり装置とを備えていることを特徴とする免震装置を提供する。
上記構成による本発明の免震装置は、前記上枠と前記下枠との間に上枠を平衡に維持する数及び相対関係で転がり装置が取付けられている、すなわち例えば三角形の関係になる三つまたは四角形の関係になる四つの転がり装置が取付けられているので、設備機器に安定的な支持構造を与えることができる。
また、前記各転がり装置が所定位置に設置されているエリアペア内に取付けられているので、その移動範囲が限定され、転がり装置同士の間の相対関係が破壊されないように規制することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の免震装置の好ましい実施形態を説明する。図４乃至図８は本発明の第１の実施形態を示している。本実施形態における免震装置は、図４を参照すると、基礎構造物２とコンピュータサーバ３との間に配置され、該コンピュータサーバ３を免震支持することができるものであって、下枠４と上枠５と転がり装置６とを備えている。
図中の使用状態において前記下枠４は、概略的には、図５に示すように、上下両面を有する長方体であり、その上面に複数の下エリア４０が区切られていて水平に基礎構造物２の上に配置されているが、より詳細には、該下枠４は、同一の平面上に縦横複数のエリア（即ち前記下エリア４０）が区切られていて上下両面を有する平面状の下枠本体４１と、前記複数の下エリア４０にそれぞれ配置固定され、その下面が他のすべてのエリア４０にあるものの下面と合わせて同一面になって前記下枠４の前記下面をなしている複数の下支持板４２とからなっている。
また、前記上枠５は、図６に示すように、上下両面を有する長方体であり、その下面が前記下枠４の上面と間隔をあけて対面し、且つ該下面には前記複数の下エリアと対応する複数の上エリアが区切られている。もっと詳しく説明すると、該上枠５は、同一の平面上に複数の上エリア５０が区切られていて上下両面を有する平面状の上枠本体５１と、前記複数の上エリア５０にそれぞれ配置固定され、その上面が他のすべてのエリア５０にあるものの上面と合わせて同一面になって前記上枠５の前記上面をなしている複数の上支持板５２とからなっている。
前記複数の転がり装置６は、４つの円柱体であり、前記上枠５の下面と前記下枠４の上面との間にある複数の上下対になっていてそれぞれに上作用面６１と下作用面６２とを有するエリアペア６０から選択された４つのエリアペア６０それぞれの上作用面６１と下作用面６２との間に一つずつ挟まれていて前記上枠５を前記下枠４の上方に水平に支持する。本実施形態においては、該四つの転がり装置６及びそれらを挟んでいるエリアペア６０が四角形の関係になるように長方体である前記上下枠５，４の４つの隅に配置されているが、これに限らず、上枠５を平衡に維持する数及び相対関係で、すなわち例えば三角形の関係のように配置されていてもよい。また、前記四つの転がり装置６は、同一の水平面に互いに平行して位置している。
図７に示すように、前記転がり装置６を挟んでいる各エリアペア６０の下作用面６２は、それぞれ、前記転がり装置６の軸線を横断する方向において両側から互いに対称的に下がっていってほぼ中央位置近くで連接し最低の位置を形成するカーブをなしている凹面である。前記転がり装置６を挟んでいる各エリアペア６０の上作用面６１はそれぞれ、その上作用面６１と対応する下作用面６２と対称的に形成されている。それにより、前記各転がり装置６が通常重力により前記各下作用面６２の中央位置近くにある最低の位置に位置している。
また、図８に示すように、前記各エリアペア６０の下作用面６２は何処も前記下枠４の上面より低く、上作用面６２は何処も前記上枠５の下面より高い。それにより、前記各転がり装置６を前記エリアペア６０外へ逸脱しないように制限することができる。
このように、前記上枠５と前記下枠４との間に上枠５を平衡に維持する数及び相対関係の四つの転がり装置６が取付けられているので、コンピュータサーバ３を安定的に支持することができる。また、前記各転がり装置６が所定位置に設置されているエリアペア６０内に取付けられているので、その移動範囲が限定され、転がり装置同士の間の相対関係が破壊されないように規制することができる。
次に、図９乃至図１１に示した本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の免震装置の前記第１の実施形態の免震装置と異なる点は転がり装置６ａの構造にある。より詳細には、本実施形態において、各エリアペア６０の上下二つの作用面６１，６２の間に挟まれている転がり装置６ａは、上下方向からみて互いに垂直交差関係になっている上下二つの転がり手段６３，６４と、上下両面を有し、前記上下二つの転がり手段６３，６４の間に挟まれている中間支持板６５とからなっている。また、下作用面６２は、前記下転がり手段６４の軸線を横断する方向において両側から互いに対称的に下がってほぼ中央位置近くで連接し最低の位置を形成するカーブをなしている凹面である。前記上作用面６１は、前記上転がり手段６３の軸線を横断する方向において両側から互いに対称的に上がってほぼ中央位置近くで連接し最高の位置を形成するカーブをなしている凹面である。前記中間支持板６５の上面６５１は前記上作用面６１と対称的に形成され、下面６５２は前記下作用面と対称的に形成されている。また、前記中間支持板６５には、その周縁から上下に、例えば同時に延出してなる周壁６５３が設けられており、前記上転がり手段６３及び前記下転がり手段６４をエリアペア６０外へ逸脱しないように制限することができる。このように、本実施形態における免震装置は、地震時に、前記上転がり手段６３によって前記上転がり手段６３の軸線を横断する方向にある揺動エネルギを吸収減衰することができるのみならず、前記下転がり手段６４によって前記下転がり手段６４の軸線を横断する方向にある揺動エネルギをも吸収減衰することができる。
次に、図１２に示すのは、本発明の第３の実施形態である。本実施形態の前記第２の実施形態と異なる点は、前記の四角形の関係になっている４つのエリアペア６０以外のエリアペアの少なくとも一つにスプリングやシリンダー式などの振動減衰手段７が設けられていることにある。もっと詳しく説明すると、該振動減衰手段７は左右二つの作用端があり、該二つの作用端はそれぞれ上作用面６１及び下作用面６２に固定されている。それにより、下枠４が水平に配置されている状態において水平方向の揺動を受ける時、該揺動によるエネルギを吸収して減衰させることができる。
上記のように、本発明は設備機器を安定的に免震支持することが可能である免震装置を提供することができるので、分析器やコンピュータのサーバなどの高精度の大型設備機器に対して利用することができる。
従来の免震装置（米国特許第５５９９１０６号明細書に開示されている免震装置）を示す分解図である。 従来の他の免震装置を示す断面図である。 図２の免震装置を示す他の断面図である。 本発明の第１の実施形態における免震装置が基礎構造物と設備機器との間に配置された状態を示す正面図である。 前記第１の実施形態の免震装置を示す下面図である。 前記第１の実施形態の免震装置を示す上面図である。 図６のVII −VII 断面図である。 図６のVIII−VIII断面図である。 本発明の第２の実施形態における免震装置が基礎構造物と設備機器との間に配置された状態を示す正面図である。 前記第２の実施形態の免震装置を示す断面図である。 前記第２の実施形態の免震装置を示す他の断面図である。 本発明の第３の実施形態における免震装置が基礎構造物と設備機器との間に配置された状態を示す正面図である。
符号の説明
２…基礎構造物
３…コンピュータのサーバ
４…下枠
４０…下エリア
４１…下枠本体
４２…下支持板
５…上枠
５０…上エリア
５１…上枠本体
５２…上支持板
６…転がり装置
６ａ…転がり装置
６０…エリアペア
６１…上作用面
６２…下作用面
６３…上転がり手段
６４…下転がり手段
６５…中間支持板
６５１…上面
６５２…下面
６５３…周壁
７…振動減衰手段
９１１…凹球面
９１２…上支持板
９１３…凹球面
９１４…下支持板
９１５…ボール
９２１…上支持板
９２２…下支持板
９２３…ころ
９２４…案内手段
９２５…側壁

Claims (11)

  1. 基礎構造物と設備機器との間に配置され、該設備機器を免震支持することができる免震装置において、
    上下両面を有し、その上面に複数の下エリアが区切られていて水平に配置される下枠と、
    上下両面を有し、その下面が前記下枠の上面と間隔をあけて対面し、且つ該下面には前記複数の下エリアと対応する複数の上エリアが区切られている上枠と、
    前記上枠の下面と前記下枠の上面との間にある複数の上下対になっていてそれぞれに上作用面と下作用面とを有するエリアペアから選択された少なくとも三つのエリアペアそれぞれの上作用面と下作用面との間にひとつずつ挟まれていて前記上枠を前記下枠の上方に水平に支持する複数の転がり装置とを備えていることを特徴とする免震装置。
  2. 前記下枠は、
    同一の平面上に複数の下エリアが区切られていて上下両面を有する平面状の下枠本体と、
    前記複数の下エリアにそれぞれ配置固定され、その下面が他のすべてのエリアにあるものの下面と合わせて同一面になって前記下枠の前記下面をなしている複数の下支持板とからなり
    前記上枠は、
    同一の平面上に複数の上エリアが区切られていて上下両面を有する平面状の上枠本体と、
    前記複数の上エリアにそれぞれ配置固定され、その上面が他のすべてのエリアにあるものの上面と合わせて同一面になって前記上枠の前記上面をなしている複数の上支持板とからなっている請求項１に記載の免震装置。
  3. 前記転がり装置は円柱体であることを特徴とする請求項１または２に記載の免震装置。
  4. 前記各転がり装置は同一の水平面に互いに平行に位置していることを特徴とする請求項３に記載の免震装置。
  5. 前記転がり装置を挟んでいる各エリアペアの下作用面は、それぞれ、前記転がり装置の軸線を横断する方向において両側から互いに対称的に下がって連接し最低の位置を形成するカーブをなしている凹面であり、
    それにより、前記各転がり装置が通常重力により前記各下作用面の最低の位置に位置していることを特徴とする請求項４に記載の免震装置。
  6. 前記転がり装置を挟んでいる各エリアペアの上作用面は、それぞれその上作用面と対応する下作用面と対称的に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の免震装置。
  7. 前記各エリアペアの下作用面は前記下枠の上面より低く、上作用面は前記上枠の下面より高いことを特徴とする請求項６に記載の免震装置。
  8. 前記の少なくとも三つのエリアペア以外のエリアペアの少なくとも一つに振動減衰手段が設けられており、該振動減衰手段は左右二つの作用端があり、該二つの作用端はそれぞれ前記上作用面及び下作用面に固定されており、前記下枠が水平に配置されている状態において水平方向の揺動を受ける時、該揺動によるエネルギを吸収して減衰させることを特徴とする請求項７に記載の免震装置。
  9. 前記転がり装置が四つあり、該四つの転がり装置及びそれらを挟んでいるエリアペアが四角形の関係になるように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の免震装置。
  10. 前記各エリアペアの上下二つの作用面の間に挟まれている転がり装置は、
    上下方向からみて互いに垂直交差関係になっている上下二つの転がり手段と、
    上下両面を有し、前記上下二つの転がり手段の間に挟まれている中間支持板とからなり、
    また、前記下作用面は、前記下転がり手段の軸線を横断する方向において両側から互いに対称的に下がって連接し最低の位置を形成するカーブをなしている凹面であり、
    前記上作用面は、前記上転がり手段の軸線を横断する方向において両側から互いに対称的に上がって連接し最高の位置を形成するカーブをなしている凹面であり、
    前記中間支持板の上面は前記上作用面と対称的に形成され、下面は前記下作用面と対称的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の免震装置。
  11. 前記中間支持板は、その周縁から上下に延出してなる周壁があることを特徴とする請求項１０に記載の免震装置。
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